變電站高壓電氣試驗設備技術改進分析

湛江中匯電力咨詢有限公司 陶祥軍

變電站運行過程中，作為電力輸送的基礎設施，工作人員必須要采取必要措施，對高壓電氣設備定期進行運行維護管理，確保電氣設備安全穩定工作，只有這樣才能保障變電站安全穩定運轉，為人們提供更優質的電力服務。高壓電氣試驗設備是高壓電氣設備檢測中應用的主要工具，其檢測原理是通過對高壓電氣設備運轉狀態和各項性能的檢查，發現其中埋藏的隱患，并據此及時采取有針對性的措施解決問題，將隱患消除，以免為變電站造成更多損失。對高壓電氣設備定期進行檢測維護，是變電站安全穩定運行的基礎，也是變電站安全預防工作的基本要求。

在變電站運行過程中，電氣設備運行保持穩定狀態至關重要，而高壓電氣試驗對于電氣設備穩定運行也起到關鍵作用。首先，高壓電氣實驗設備主要被用于對變電站各項性能指標參數的檢測，試驗過程中可以及時發現變電站運行過程中內部存在的問題，并迅速判斷故障位置和類型，隨即針對問題作出有效處理，進而避免故障范圍進一步擴大亦或設備發生損壞，保障變電站安全穩定運行[1]。

其次，高壓電氣試驗產生的試驗結果具有一定參考價值，高壓電氣設備需定期進行維修和養護，對于運維工作人員而言，高壓電氣試驗結果能夠幫助他們更深入了解變電站各項性能及運行狀態，為其維修養護工作提供重要的參考依據。借此，工作人員節省了前期故障判斷時間，能夠根據試驗發現的故障有針對性制定維修養護方案，進一步為變電站安全穩定運行提供保障，為人們提供更優質的用電服務。

1 高壓電氣試驗設備應用現狀

1.1 常規試驗設備

常規試驗設備通常成本較低、性價比較高，因此目前我國對高壓電氣設備的檢測工具主要還是以常規高壓電氣試驗設備為主。但常規試驗設備也存在大量缺陷：首先，此設備不夠智能，對人工操作依賴性較大，難以達到自動化標準，尤其在人工操作過程中經常因操作規范性問題出現誤差，試驗結果的準確性和真實性都無法得到有效保障；其次，常規試驗設備難以實現信息化建設，其試驗過程中產生的各項數據以及試驗結果都需人工記錄保存，在此情況下，信息數據處理效率低下，且缺乏科學的軟件對其進行分析處理，僅依靠工作人員的過往經驗分析數據，試驗的科學性和可靠性也有待考量。此外，此過程涉及的環節眾多，人工處理數據很容易出現偏差，試驗結果的準確性會受到大量人為因素影響。

由此可見，常規試驗設備當下已經無法滿足電氣試驗需求，但出于可持續發展的考慮，還是不建議將常規試驗設備全部淘汰，畢竟其本身使用成本較低，應用范圍也比較廣泛，還是有較廣闊的發展空間。且淘汰常規試驗設備需引進大量全新高端設備儀器，照當前大部分企業經濟實力來看，大都無法承擔如此巨大的開銷，因此經全面綜合的考慮，若想提高常規試驗設備的應用質量和效率，還需在其基礎上進行有針對性地改進優化。

1.2 高壓程控電氣試驗車

通常情況下，高壓電氣試驗過程中會涉及使用到移動試驗設備，一般會選擇在中型客車基礎上進行改裝，將客車作為載體安裝試驗設備[2]。高壓程控電氣試驗車所用設備比較齊全且大都進口自國外，設備技術水平十分先進，具有良好的性能，因此在各項條件完備的基礎上進行試驗能夠達到理想試驗效果。

和常規試驗設備相比，高壓程控電氣試驗車具有明顯優勢，主要體現在可移動、操作簡便、技術先進、智能化、自動化等多個方面，在試驗過程中工作人員只需將檢測設備連接電纜，再將試驗設備啟動就可以自動記錄試驗過程中產生的各項數據。雖然高壓程控電氣試驗車操作簡便，但是因其自動化、智能化水平較高，因此對工作人員的專業技能水平要求也相對較高，且因其應用的先進設備比較昂貴，試驗投入成本較高，因此在當下應用范圍不是很廣泛。

2 常見的高壓電氣試驗

2.1 直流耐壓試驗

是當前變電站比較常用的試驗方法，傳統的直流耐壓試驗在試驗前最少需要配備兩名工作人員做好前期準備工作，其中一位負責接線、另一位負責核查，接線完成并核查無誤后才能開始后續正式的試驗。試驗期間為防止雜散電流對微安表造成影響，要對微安表作屏蔽處理，并采取合理的保護措施，將屏蔽線作為高壓引線使用，電纜也需配備屏蔽罩。在此過程中如果被試物電容量過小、且沒有專用的直流耐壓試驗裝置的情況下，可以選擇使用濾波電容器和試驗設備相連。新型專用直流耐壓試驗設備會使用到可控硅整流裝置，試驗過程中應控制好整流管承受電壓，最大電壓不能大于整流管電壓反峰值的一半，如果將硅管用作倍壓整流，則需檢查好硅管極性，確保極性正確后再進行后續試驗。

2.2 介損試驗

作為一種非破壞性試驗，當下被常用于高壓電氣設備檢測，對于電氣設備絕緣介質老化等絕緣缺陷，能夠起到準確的檢測判斷作用，可以借助介損試驗排除高壓電氣設備的潛在絕緣缺陷故障。介損試驗的具體測量過程如下：將介損電橋高壓線屏蔽以及芯線和試驗設備高壓端，用合適的接線進行連接，再將測試的芯線和被試設備的低壓端口相連；反接線時，將介損電橋線芯和試驗設備的低壓端口相連[3]。

2.3 直流電阻試驗

作為常見的高壓電氣試驗方法之一，直流電阻試驗主要被用于檢測高壓電氣設備線圈引線、接頭、分解開關及焊接質量，還可以作為判斷分接開關載流部分與分接位置是否發生短路或開路現象的常規手段。直流電阻試驗過程中主要應用的儀器為單臂電橋和雙臂電橋，其中對于變壓器線圈阻值超過100Ω的設備使用單臂電橋、變壓器線圈阻值不超過100Ω設備則使用雙臂電橋。試驗過程中，需要先將被測設備的直流電阻接入直流電橋引線端，再測量分接開關上各線圈的阻值，如果出現中性點則表示存在直流電阻。試驗期間要保證電橋各接線接觸良好，變壓器內側和線圈外側都需要各接入兩根接線，電壓線和電流線的極性需相對應，以此保障直流電阻試驗結果的準確性。

2.4 變比試驗

也是常用的高壓電氣試驗方法之一，主要是通過測量變壓器的變比判斷其電壓變換是否符合相關標準，同時驗證開關接線是否存在問題。在變比試驗過程中，還可以借由檢測變壓器變比進一步判斷變壓器匝間短路情況，進而了解變壓器的運行狀態，確保其安全穩定運行，保障設備使用的安全性[4]。當下在進行變比試驗的過程中應用的主要儀器是變壓器變比數字式電橋，來測量變壓器變比，主要測量方法為電壓表法。

3 變電站高壓電氣試驗設備技術的具體改進策略

當前常用的高壓電氣實驗設備均存在些許不足，因此若想進一步提高檢測效率和質量，保障電氣設備安全穩定運行，還需在現有高壓電氣試驗設備技術的基礎上，對其進行科學的改良精進。此過程中可以適當引進先進的計算機信息技術，讓變電站高壓電氣試驗設備技術向更現代化、自動化及智能化方向發展，提高試驗結果的準確性和科學性。具體改進策略如下。

3.1 對常規電氣試驗設備進行技術改造

前文對常規電氣試驗設備進行了詳細介紹，不難看出其雖然具有成本低、應用廣泛的優勢，卻也受到自身性能的限制存在各種弊端，為滿足國家可持續發展政策要求，減輕企業資金成本負擔，遂決定對常規電氣試驗設備進行科學的技術改造。

首先，針對常規電氣實驗設備現有問題，可以借助先進的計算機技術予以改善，通過建立合適的計算機系統，將常規電氣試驗設備檢測過程中產生的各項數據上傳至計算機網絡，并利用相關軟件對數據進行處理分析，可以高效完成對檢測數據的記錄分析工作[5]。同時，還能避免檢測過程中受到人為因素的影響，大幅提高檢測效率，縮短檢測時間，提高檢測結果的準確性。由此可見，計算機技術在常規電氣試驗設備改進過程中的應用，電氣試驗設備的數據處理能力和自動化能力得到強化升級，其對于工作人員的專業能力也提出更高要求。工作人員必須事先掌握計算機系統使用方法及使用原理，才能將改進后的常規電氣試驗設備投入到變電站高壓電氣設備的實際檢測中。

除此之外，根據目前實際應用情況來看，常規高壓電氣試驗設備的主要問題還是方便性和快捷性的問題，常規電氣試驗設備通常重量較大，不方便運輸，對此，可以將電氣試驗設備的外觀也重新設計，比如將其設計成可拆卸式，減輕重量的同時更方便運輸使用。

3.2 加強高壓電氣試驗設備管理信息化建設

為了讓變電站高壓電氣試驗設備技術向智能化、現代化方向發展，應加大對高壓電氣試驗設備信息管理軟件的開發力度，同時完善計算機系統。計算機系統的主要功能是為試驗人員的操作新進行提示，試驗數據上傳至系統后自行分析處理。計算機系統功能比較廣泛，可以分為數據錄入、存儲管理、數據分析、數據比較等多個程序。

此外，此系統將站所名稱作為第一級牽引，設備名稱、類型、編號等作為第二級牽引，第三級牽引為檢測日期（年、月），以此方便后續對系統的擴充管理。信息管理軟件的設計首先要設計有效接口，以便將計算機和傳統高壓電氣試驗設備相連，然后配備激光打印機、硬盤、顯示器等硬件設備，為高壓電氣試驗提供良好的軟硬件環境。其中，打印機的配備是為了便于工作人員對所需數據資料的打印，方便存儲及應用。

3.3 建立完整的數據庫

為便于高壓電氣試驗設備技術應用后續工作的調用和處理分析，應針對高壓電氣試驗過程中產生的各項數據，建立相應的數據庫系統。數據庫建立主要可以遵循以下幾項原則：每個變電站都要建立單獨的數據庫，同時分別配備多臺設備，對所有檢測過程進行詳實地記錄。在進行試驗時，可以先使用常規高壓電氣試驗設備參與測試，然后將測試結果和測試過程中產生的各項數據信息上傳至計算機系統中，再由相應管理軟件程序負責對這些數據進行分析、處理、換算以及存儲。與此同時，通過和以往試驗結果之間的對照分析，觀察得到數據變化規律后可以為試驗人員的后續試驗操作提供科學的參考依據。

此外，為了實現對電氣設備性能和運行狀態的持續追蹤和實時監測，存儲更多的試驗資料信息，應將試驗結果保留存檔，錄入數據庫中，將數據庫的存儲內容持續刷新，豐富數據庫。通過建立完整的數據庫，工作人員可以隨時調取所需資料，并根據這些寶貴的資料科學判斷高壓電氣設備的性能和運行狀態，幫助其試驗分析。

4 結語

隨著我國科技水平的飛速提升，高壓電氣設備的現代化水平也隨之提高，電氣設備結構愈加復雜，對檢測工具的先進程度和工作人員的專業素養也提出更高要求。高壓電氣實驗設備是檢測電氣設備運行過程中各項性能發揮穩定性的主要工具，當前在應用過程中頻頻出現各種技術問題，影響檢測結果的準確性?；谖覈沙掷m發展的要求，不建議淘汰落后檢測工具。

因此，為提高檢測質量，研究人員應在原有高壓電氣實驗設備基礎上，結合實際情況對高壓電氣試驗設備技術進行有針對性地改良優化，提高檢測結果可靠性和準確性的同時提高檢測效率，實現企業經濟效益最大化。

[1]聊方倫,周平.基于PCA的火電廠電氣設備故障診斷方法[J].自動化技術與應用,2022,3.

[2]史書衛,申偉鵬.電氣設備故障智能自診斷系統[J].河南科技,2022,6.

[3]何杰.電氣設備故障分析及可靠性方法研究[J].現代工業經濟和信息化,2022,2.

[4]尹治邦.人工智能在電氣設備故障診斷中的應用[J].現代制造技術與裝備,2021,2.

[5]盧芳革.高壓電氣設備局部故障智能診斷系統探究[J].廣西教育,2021,27.